劉會(huì)平，徐濤,董進(jìn)，姜平

(1.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457；2.天津市技術(shù)物理研究所，天津300192)

輻照對(duì)Provolone干酪化學(xué)成分和質(zhì)構(gòu)的影響

劉會(huì)平1，徐濤2,董進(jìn)1，姜平1

(1.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津300457；2.天津市技術(shù)物理研究所，天津300192)

采用不同劑量的60Co-γ射線對(duì)Provolone干酪進(jìn)行輻照處理，研究了輻照殺菌的干酪在儲(chǔ)藏期間化學(xué)成分與質(zhì)構(gòu)的變化。結(jié)果表明：（1）儲(chǔ)藏期間，隨著輻照劑量的增加，輻照干酪的Aw呈降低趨勢(shì)，輻照吸收劑量越大，Aw下降的程度也越強(qiáng)；酸價(jià)、過(guò)氧化值和TBA值明顯增加；（2）儲(chǔ)藏期間，隨著輻照劑量的增加，pH4.6 SN和12%TCA SN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都呈下降趨勢(shì)；輻照干酪的TPA硬度、彈性和凝聚性都呈下降趨勢(shì)；（3）根據(jù)電泳圖可知，Provolone干酪隨著輻照劑量的增加，酪蛋白的水解程度降低，在副κ-CN以下的小分子量的快速遷移肽含量有明顯的減少，而β-CN和副κ-CN之間的大分子量的遷移肽減少不明顯。

輻照；Provolone干酪；TPA；成分；質(zhì)構(gòu)

0 引言

Provolone（波蘿伏洛）干酪是一種意大利半硬質(zhì)干酪，屬于一種“Pasta Filata”干酪，即“紡絲狀”的或“有彈性和拉伸性的凝乳塊”。Provolone干酪分成2種：Mild Provolone是用全脂牛奶制成，其融化性好，但風(fēng)味比Mozzarella干酪的風(fēng)味更強(qiáng)烈；另一種是Aged Provolone，其在美國(guó)必須成熟10個(gè)月以上才能稱(chēng)為成熟Provolone干酪[1]。本研究所選用的是Mild Provolone，成熟期為兩個(gè)月。

輻照作為一種高效安全的冷殺菌技術(shù)，具有低能耗、無(wú)污染、無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn)，在減少食物傳播疾病的發(fā)生率、降低農(nóng)產(chǎn)品后損耗、延長(zhǎng)食品貨架期等方面顯示出優(yōu)越性[2]。

本文采用1.0，3.0，7.0kGy的60Co-γ射線對(duì)Provolone干酪進(jìn)行輻照，研究在貯藏期，蛋白質(zhì)、脂肪及風(fēng)味物質(zhì)的變化情況，探索延長(zhǎng)貯存期的合適劑量，從而為市場(chǎng)提供保質(zhì)期長(zhǎng)、高質(zhì)量的Provolone干酪。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與設(shè)備

發(fā)酵劑TCC-3，凝乳酶stamix 1150 NB，三氯乙酸，硫代巴比妥酸，2,6-二叔丁基對(duì)甲酚（BHT）。

干酪槽，干酪刀（實(shí)驗(yàn)室自制），半自動(dòng)凱氏定氮消化儀，凱氏定氮蒸餾裝置，恒溫水浴鍋等。

1.2 方法

1.2.1 Provolone干酪生產(chǎn)工藝

原料乳標(biāo)準(zhǔn)化→巴氏殺菌（63℃,30 min）→冷卻→添加發(fā)酵劑（TCC-3）→加凝乳酶→凝乳形成→凝塊切割（6 mm）→攪拌→凝塊熱縮（43℃）→排乳清堆釀→熱燙拉伸（凝塊中心溫度55℃）→入模→懸掛一夜→鹽漬（24%，12 h）→真空包裝成熟（13℃，2個(gè)月）。

1.2.2 輻照處理

將自制的Provolone干酪在天津市技術(shù)物理研究所進(jìn)行輻照。處理劑量分別為0，1.0，3.0，7.0kGy后放在13℃下貯藏。

1.3 指標(biāo)檢測(cè)

1.3.1 水分活度的測(cè)定

將經(jīng)不同劑量輻照后的干酪，儲(chǔ)藏13℃，在1，21，42，63，84 d時(shí)取樣檢測(cè)其水分活度的變化。將待測(cè)樣品去表皮，剁碎，放入水分測(cè)試盒中，再將該盒放入水分活度儀的相應(yīng)位置中。每半個(gè)小時(shí)讀一次數(shù)，直至兩次讀數(shù)相差在±0.002以?xún)?nèi)。水分活度儀在每次使用前要預(yù)熱30 min。

1.3.2 pH4.6 SN和12%TCA SN的測(cè)定

pH4.6 SN的測(cè)定采用文獻(xiàn)[3]中的方法進(jìn)行；12%TCA SN的測(cè)定采用文獻(xiàn)[4]中的方法進(jìn)行。

1.3.3 過(guò)氧化值的測(cè)定

稱(chēng)取200 g左右的粉碎樣品于錐形瓶中，再加入150 mL石油醚浸泡4 h以上，過(guò)濾、濃縮，剩余物為提取樣品油，再按照GB/T 5009.37-2003測(cè)定。

1.3.4 硫代巴比妥酸（TBA）的測(cè)定[5，6]

取上述油樣3 mL轉(zhuǎn)入試管，加入體積分?jǐn)?shù)為7.2%（乙醇溶液）BHT600 μL，濃度為15 mmol/L的TBA（硫代巴比妥酸）4.5 mL，12%的TCA（三氯乙酸）1.5 mL?；旌先芤夯靹?，水浴（90℃）保溫30 min變色。然后樣品在冷水浴（5℃±1℃）中冷卻10 min，轉(zhuǎn)入離心管，4 000 r/min離心15 min。上清液在分光光度計(jì)532 nm處比色，空白包括3 mL去離子水，4.5 mLTBA和1.5 mL TCA溶液。TBARS值從標(biāo)準(zhǔn)曲線上計(jì)算得出，以每千克干酪中丙二醛的mg來(lái)表示。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定（TPA）

（1）樣品預(yù)處理。將一小塊干酪樣品分為內(nèi)部、中部和外部約20 mm寬的環(huán)形，將內(nèi)部環(huán)的一部分去掉上下邊緣約5 mm的部分，剩余的部分切成直徑15 mm、高10 mm的小塊即可進(jìn)行檢測(cè)，放置在壓縮盤(pán)上，纖維方向垂直于壓縮盤(pán)，測(cè)定室溫（19±2）℃。

（2）測(cè)定參數(shù)[7]。采用質(zhì)構(gòu)儀，以TPA二次下壓法測(cè)定，測(cè)試前速度5 mm/s，測(cè)試中速度1 mm/s，測(cè)試后速度為5 mm/s，兩次壓縮間隔時(shí)間5 s探頭直徑和類(lèi)型P/35，每個(gè)樣品平行測(cè)試3次。

1.3.6 微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定

（1）戊二醛固定：樣品放人2.5%的戊二醛固定液中，置于4℃冰箱內(nèi)固定。

（2）將同定好的樣品用濃度為0.1 mol/L磷酸緩沖液或用蒸餾水清洗3次，每次5～10 min。

（3）將樣品依次置于系列體積分?jǐn)?shù)30%，50%，70%，80%，90%，95%，100%的酒精中脫水置換。

（4）脫水后的樣品冷凍干燥。

（5）每個(gè)樣品弄碎粘貼在載物臺(tái)上噴金，然后掃描電鏡進(jìn)行觀察。

1.3.7 感官評(píng)定

本文采用感官評(píng)定的評(píng)分檢驗(yàn)法，評(píng)價(jià)員10人，實(shí)驗(yàn)在感官評(píng)定室進(jìn)行，滿分為100分，干酪的外形和色澤、組織狀態(tài)、滋味和氣味的權(quán)重分別為10分、40分和50分。分別對(duì)儲(chǔ)藏期為30 d的不同輻照劑量的干酪打分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1～表3所示。

表1 干酪成熟期感官評(píng)分

2 結(jié)果與討論

2.1 輻照對(duì)Provolone干酪Aw的影響

圖1為輻照后貯藏階段Provolone干酪水分活度的變化。由圖1可看出，Provolone干酪在輻照后貯藏階段，Aw隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，輻照吸收劑量越大，Aw下降的程度也越強(qiáng)。這是由于水受輻照后，易發(fā)生電離作用，生成過(guò)氧化氫、水合負(fù)離子、羥基自由基、氫自由基等產(chǎn)物，使Aw降低。

這種通過(guò)水的輻射引起的其他物質(zhì)的化學(xué)變化成為輻照的“間接”效應(yīng)或“次級(jí)”效應(yīng)，這是通過(guò)水的輻射分解產(chǎn)物間接產(chǎn)生的作用。因此，輻照對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的影響，很大程度上要?dú)w因于水輻照后所產(chǎn)生的離子和自由基的化學(xué)作用。

圖1 輻照后貯藏階段的變化

2.2 輻照對(duì)Provolone干酪蛋白水解的影響[8]

2.2.1 對(duì)pH4.6 SN的影響

pH4.6 SN表示蛋白質(zhì)水解的廣度，可直觀反映干酪成熟期間酪蛋白的降解情況。由圖2可以看出，Provolone干酪在輻照后貯藏階段pH4.6 SN隨著輻照后儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)。短時(shí)期輻照的效果不明顯，可能是由于貯藏初期凝乳酶對(duì)蛋白的分解起到主要作用，此輻照強(qiáng)度下對(duì)凝乳酶的影響不大，且輻照對(duì)乳酸菌造成破壞，蛋白酶被直接釋放，可直接將蛋白質(zhì)分解為小分子。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，高輻照劑量組中的菌數(shù)減少，蛋白分解的速度低于低輻照和未輻照組。

圖2 輻照后貯藏階段pH4.6 SN/TN的變化

2.2.2 對(duì)12%TCA SN的影響

12%TCA SN作為干酪成熟的指標(biāo)之一反映了蛋白質(zhì)降解的深度。圖3所示，Provolone干酪在輻照后貯藏階段，12%TCA SN隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)的增長(zhǎng)趨勢(shì)與pH4.6 SN相似。

圖3 輻照后貯藏階段12%TCA SN/TN的變化

2.3 輻照對(duì)Provolone干酪脂肪氧化的影響

2.3.1 對(duì)過(guò)氧化值的影響

圖4為輻照后貯藏階段Provolone干酪過(guò)氧化值的變化；由圖4可知，干酪輻照后過(guò)氧化值隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，輻照吸收劑量越大，脂肪氧化作用就越強(qiáng)，輻照有促進(jìn)脂肪氧化的作用。

由于過(guò)氧化值是脂肪早期發(fā)生自動(dòng)氧化的產(chǎn)物，所以后期過(guò)氧化值會(huì)降低，但輻照過(guò)的干酪，過(guò)氧化值始終是高于未輻照的干酪，且顯著差異（P＜0.05）。

2.3.2 對(duì)TBA值的影響

TBA值是廣泛評(píng)價(jià)脂肪氧化程度的指標(biāo)。由圖5可知，隨著輻照劑量的增加，脂肪氧化程度是增加的，輻照干酪的TBA值與未輻照的干酪有顯著差異（P＜0.05）。由于脂肪的氧化會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈風(fēng)味的不飽和醛，輻照后脂肪的氧化加劇，必然會(huì)給輻照后干酪?guī)?lái)不良的風(fēng)味，所以也須控制輻照的劑量。

圖4 輻照后貯藏階段12%過(guò)氧化值的變化

圖5 輻照后貯藏階段TBA的變化

過(guò)氧化物再進(jìn)一步氧化為低級(jí)的醛、酮、酸，這就會(huì)出現(xiàn)酸價(jià)一直上升，而過(guò)氧化值先升高而后下降的趨勢(shì)。7kGy輻照劑量的干酪出現(xiàn)比較嚴(yán)重的脂肪氧化現(xiàn)象，而1kGg和3kGy輻照條件下，過(guò)氧化值還在可以接受的范圍內(nèi)。

2.4 輻照對(duì)干酪酪蛋白分解情況的影響

SDS-PAGE主要用來(lái)表示干酪在貯藏期間的αs-酪蛋白和β-酪蛋白的水解變化情況，其根據(jù)蛋白和多肽分子量大小進(jìn)行分離[9]。根據(jù)電泳圖，Provolone干酪隨著輻照劑量的增加，酪蛋白的水解程度減少，主要表現(xiàn)在0kGy時(shí)出現(xiàn)了更多的條帶，這表明干酪中含有大量的小分子量物質(zhì)。隨輻照劑量的增加在副κ-CN以下的小分子量的快速遷移肽含量有明顯的減少，而β-CN和副κ-CN之間的大分子量的遷移肽減少不明顯。

圖6 輻照Provolone干酪儲(chǔ)藏60 d的SDS凝膠電泳圖

2.5 輻照對(duì)Provolone干酪TPA的影響

2.5.1 對(duì)TPA硬度的影響

由于Provolone干酪工藝中有熱燙拉伸的步驟，加強(qiáng)了酪蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以硬度總體較高。由圖7可以看出，低輻照劑量組1，3kGy干酪的硬度相對(duì)于未輻照干酪要高，高輻照劑量組的硬度最低，可能是由于高能量導(dǎo)致肽鍵斷裂，蛋白膠束結(jié)構(gòu)被破壞。

圖7 輻照后干酪TPA硬度的變化

2.5.2 對(duì)TPA彈性的影響

如圖8所示，隨著輻照劑量的增加干酪的彈性是降低的。這由于輻照后干酪中蛋白酶和脂肪酶的總量減少，輻照過(guò)的干酪蛋白和脂肪的水解程度低于未輻照過(guò)的干酪，所以輻照后干酪的彈性是下降的。

2.5.3 對(duì)TPA凝聚性的影響

隨著探頭對(duì)干酪作用力加大，干酪形變加大。形變時(shí)，干酪中酪蛋白緊密相連，使干酪保持完整性。這反應(yīng)了干酪的凝聚性。由圖9可以看出，隨著輻照劑量的增加，干酪的凝聚性是降低的，這與干酪的彈性變化趨勢(shì)一致。

圖8 輻照后干酪TPA彈性的變化

圖9 輻照后干酪TPA凝聚性的變化

2.6 輻照對(duì)Provolone干酪微觀結(jié)構(gòu)的影響

干酪的微觀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)構(gòu)和功能特性。由圖10可知，未輻照的干酪中酪蛋白的結(jié)構(gòu)纖細(xì)而有序，脂肪球數(shù)量較多，且均勻分布在酪蛋白結(jié)構(gòu)中，乳漿池均勻，整體呈均一的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著輻照劑量的增加，干酪的蛋白膠束結(jié)構(gòu)變得粗糙無(wú)序，出現(xiàn)大的裂隙，纖維結(jié)構(gòu)不明顯，脂肪顆粒變大且分布得不均勻。

圖10 輻照干酪貯藏60 d微觀結(jié)構(gòu)的變化

2.7 輻照干酪樣品的感官評(píng)價(jià)

由表3可以看出，1 kGy和3 kGy輻照劑量干酪的感官無(wú)顯著差異（P=0.339＞0.05），而這兩種輻照劑量下的干酪和7 kGy輻照劑量的干酪有極顯著性差異（P=0.000＜0.01）。由上面實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，輻照可以改變干酪的水分活度，使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化以及促進(jìn)脂肪氧化作用，故輻照對(duì)干酪風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，致使感官水平下降。

表2 干酪樣品的感官評(píng)分結(jié)果

表3 感官品評(píng)的統(tǒng)計(jì)量分析

3 結(jié)論

（1）儲(chǔ)藏期間，隨著輻照劑量的增加，輻照干酪的水分活度呈降低趨勢(shì)，輻照吸收劑量越大，下降的程度也越強(qiáng)；感官評(píng)定結(jié)果顯示，輻照干酪與未輻照干酪的有顯著的差別。

（2）隨著輻照劑量的增加，酸價(jià)、過(guò)氧化值和TBA值明顯增加，說(shuō)明輻照確實(shí)加速了油脂氧化進(jìn)程，說(shuō)明輻照對(duì)脂肪的影響比較明顯。

（3）儲(chǔ)藏期間，pH4.6 SN和12%TCA SN的含量都呈下降趨勢(shì)；輻照干酪的TPA硬度、彈性和凝聚性都呈下降趨勢(shì)；根據(jù)電泳圖可知，Provolone干酪隨著輻照劑量的增加，酪蛋白的水解程度降低，在副κ-CN以下的小分子量的快速遷移肽含量有明顯的減少，而β-CN和副κ-CN之間的大分子量的遷移肽減少不明顯。

[1] FOX P F.Cheese:Chemistry,Physics and Microbiology(Volume 2 Major Cheese Groups)[M].USA:Elsevier Applied Science,1987.

[2] 梁洪斌.輻照技術(shù)在食品保藏中的應(yīng)用[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002,18（3）：346-349.

[3] GB/T 5009.5-2003．食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003．

[4] QB/T 3777-1999．硬質(zhì)干酪驗(yàn)方法[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003．

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[9] BANKS J M，BRECHANY E Y，CHRISTIE W W．The production of Low-Fat Cheddar Cheese[J]．Journal of the Society of Dairy Technology，1989，42(1)：6-9．

Effect on the composition and texture of radialized provolone cheese

LIU Hui-ping1,XU Tao2,DONG Jin1,JIANG Ping1
(1.Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300457,China；2.Tianjin Institute of Technical Physics,Tianjin 300192,China）

In this paper,Provolone Cheeses made by our own were radialized by60Co-γ of different doses of 0kGy,1kGy,3kGy and 7kGy.Cheese of irradiation sterilization on nutrient composition and texture changes during storage was studied,and its formation mechanism and prevention measures were discussed.The results showed that:(1)During the storage,with the increase of the dose of radialization,the water activity was decreased,and the greater the radiation absorbed dose,the stronger the degree of decline;the value of AV,POV and TBA were all improved evidently.(2)In storage,the content of pH4.6 SN and12%TCA SN were both reduced with the increase of the dose of radialization;The TPA rigidity,flexibility and coagulation of radialized cheese were lowered,too.(3)According to electrophoresis shows,Provolone cheese with the radiation dose increases,lowering the degree of hydrolysis of casein,the deputy κ-CN following the rapid migration of low molecular weight peptide levels decreased significantly,while the β-CN and vice-κ-CN the migration of high molecular weight between peptides decrease is not obvious.

radicalization；Provolone Cheese；TPA；nutrients；texture

Q252.53

A

1001-2230（2011）03-0026-04

2010-11-02

天津市科技扶持項(xiàng)目（YSK2008-11）。

劉會(huì)平（1965-），男，教授，研究方向?yàn)槿槠房茖W(xué)與技術(shù)。